自行车踏板曲柄组件及其相关元件制造技术

公开了一种踏板曲柄组件（１），包括踏板曲柄（２），该踏板曲柄（２）具有用于与底托架结合的第一端和用于与踏板结合的第二端，所述第一端和所述第二端中的至少一个包括从踏板曲柄（２）的一侧（８）延伸的孔（７），用于分别与踏板或底托架的轴（１００）结合，其特征在于：包括加强元件（３），该加强元件（３）在踏板曲柄（２）的所述一侧（８）围绕孔（７）延伸，并且所述加强元件被约束在踏板曲柄（２）上。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及自行车踏板曲柄组件、踏板曲柄以及用于自行车踏板曲柄的加强元件。
技术介绍
自行车踏板曲柄在用于与踏板连接以及用于与底托架连接的区域中具有弱点，在该区域中具有用于容纳踏板或底托架的轴的孔。该孔通常具有螺纹或者总之具有非光滑的壁，以防止踏板曲柄与轴之间的相互转动，例如，该孔具有多边形横截面，尤其是正方形或六边形，要不然就是具有槽或突起的圆柱形或圆锥形孔。这些形式的孔的共同点为具有急剧方向变化的内表面，压力在方向变化处集中，并且在此处开始产生裂痕。当踏板曲柄承受反复的负载时，例如在蹬车期间，裂痕将扩大，而骑车者可能注意不到这一点。当踏板曲柄的抗力横截面缩减至不再足以承受蹬车负载时，踏板曲柄会突然断裂，对骑车者的安全具有严重的危险。这种断裂称为疲劳断裂。
技术实现思路
基于本专利技术的技术问题是使自行车踏板曲柄更加安全，尤其是提高其疲劳寿命。本专利技术第一方面涉及一种踏板曲柄组件，包括踏板曲柄，所述踏板曲柄具有用于与底托架连接的第一端和用于与踏板连接的第二端，所述第一端和所述第二端中的至少一个包括从所述踏板曲柄一侧——远侧或近侧——延伸的孔，用于分别与踏板的轴或底托架的轴连接，其特征在于包括加强元件或垫圈，该加强元件或垫圈在踏板曲柄的所述一侧围绕所述孔延伸，并且被约束在踏板曲柄上。本申请人发现，踏板曲柄疲劳断裂的主要原因是当骑车者踏动踏板时在所述孔周围的区域中出现的拉应力。本申请人还注意到，在所述踏板或所述底托架的轴从其突出的一侧上，最大的张应力出现在所述孔的表面区域中。在根据本专利技术的踏板曲柄组件中，由于所述踏板曲柄与所述加强元件之间的约束，加强元件能够吸收在所述孔的所述表面区域中的大部分应力，从而与所述踏板曲柄约束在一起，并减弱所述踏板曲柄的负载。这样，所述踏板曲柄中剩余的拉应力不再足以使断裂在所述孔的表面的方向变化处产生和传播，故踏板曲柄的使用更加安全。一般地，至少在接近加强元件的部分处的所述孔的表面为具有不光滑的壁的表面。因此，至少在最大应力的区域中有效地保持该轴。优选地，所述加强元件具有构造成容纳靠在其上的所述轴的邻接部分的部分。优选地，在所述孔的轴线的方向上，所述加强元件的延伸度小于所述孔的延伸度，更优选地，小于所述孔的延伸度的一半，更加优选地，小于所述孔的延伸度的五分之一。这样，减轻了所述踏板曲柄的总重量。在特别优选的方式中，在所述孔的轴线的方向上，所述加强元件的延伸度包含在所述孔的内螺纹的一倍螺距与两倍螺距之间。根据本专利技术的踏板曲柄组件的特别优选特征，所述加强元件的弹性模量大于所述踏板曲柄的弹性模量，使得加强元件能够吸收大部分的踏板曲柄的拉应力。优选地，但是不限于，用于制成具有所需弹性模量的所述加强元件的材料从钢、钛合金和铝合金之中选择。所述约束可包括将所述加强元件胶合至所述踏板曲柄。所述踏板曲柄可包括用于容纳所述加强元件的突出座。优选地，所述踏板曲柄可包括用于容纳所述加强元件的凹座。作为可选方案或者除了胶合之外，所述约束可包括敛缝，尤其是所述踏板曲柄和/或所述加强元件围绕用于加强元件的凹座或突出座的敛缝。当所述踏板曲柄由复合材料制成时，作为可选方案或者除了胶合之外，所述约束可通过所述加强元件在所述踏板曲柄中的共同模制获得。根据可选方案，所述加强元件不容纳在所述踏板曲柄的座中，而是约束在所述踏板曲柄一侧的外表面上。优选地，所述踏板曲柄和所述加强元件沿着各自的分界面相接触，其中所述分界面未完全包含在横向于所述孔的轴线的平面内。优选地，所述分界面相对于所述轴线整体倾斜延续，使得所述踏板曲柄施加在所述垫圈上的力由于所述约束，更加分散在所述加强元件体内。在本说明及所附权利要求中，整体倾斜延续意味着表示所述分界面可局部地离开圆锥形表面。在第一实施例中，所述分界面为圆锥形表面。在这种情形下，基本对于所述踏板曲柄与所述垫圈之间接触区域的整个延伸度，从所述踏板曲柄传递至所述垫圈的作用力作用在垂直于所述轴线并且彼此相邻地连续排列的许多平面上。因此，所述约束均匀地分布在所述加强元件体上。优选地，所述圆锥形分界面的母线相对于垂直所述轴线的平面倾斜的角度包含在5°与45°之间，更优选地，包含在25°与35°之间。尤其当使用胶合的情形下，为了增加所述踏板曲柄与所述垫圈之间的分界面的面积，从而提高所述约束力，所述分界面可为具有带有两个或更多拐点的曲线母线的旋转表面、具有带有一个拐点的曲线母线的旋转表面、具有圆弧状母线的旋转表面、具有台阶状母线的旋转表面或例如由上面旋转表面的组合得到的其他表面。在上面的实施例以及其它实施例中，所述加强元件的分界面可整体朝着所述踏板曲柄会聚，所述踏板曲柄的分界面整体朝着所述加强元件发散，反之亦然，所述加强元件的分界面整体朝着所述踏板曲柄发散，所述踏板曲柄的分界面整体朝着所述加强元件会聚。所述踏板曲柄与所述加强元件之间的分界面可在绕所述轴的不同角度位置处具有不同的延伸度。由于在蹬车循环期间，骑车者施加在所述踏板上的作用力的强度变化为所述踏板曲柄组件的角度位置的函数，所以通过上述构造，能够修改所述分界面，以便相比于施力最小作用力的蹬车循环的部分，在施力最大作用力的蹬车循环部分期间增加从所述踏板曲柄传递至所述加强元件的作用力，尤其是在使用胶合的情形下。在实施例中，所述踏板曲柄与所述加强元件之间的分界面为关于所述孔偏心的表面。优选地，在这种情形下，所述分界面的轴线平行于所述孔的轴线，并且与所述孔的轴线一起确定了平面，该平面相对于所述踏板曲柄的纵向中心线倾斜的角度包含在30°与70°之间。在另一个实施例中，所述踏板曲柄与所述加强元件之间的分界面在绕所述轴的不同角度位置处具有不同的斜率。本专利技术的第二方面涉及一种自行车踏板曲柄，所述踏板曲柄具有用于与底托架连接的第一端和用于与踏板连接的第二端，所述第一端和所述第二端中的至少一个包括从所述踏板曲柄一侧——远侧或近侧——延伸的孔，用于分别与踏板或底托架的轴连接，其特征在于在所述侧包括用于在所述孔周围延伸的加强元件的座。优选地，所述座为与所述孔连通的凹座。可选地，所述座为从所述踏板曲柄突出的座。优选地，所述座具有平底面，更优选地，所述座具有可关于所述孔的轴线偏心的圆柱形侧壁。本专利技术的第三方面涉及一种加强元件，该加强元件包括具有偏心孔的扁平的圆形体。附图说明连接附图，从下面本专利技术的一些优选实施例的详细描述可更加清楚地了解本专利技术的进一步特征和优点，其中优选实施例完全作为非限制性示例。附图中图1为连接有踏板的轴的根据本专利技术的踏板曲柄组件的局部侧视截面图；图2为图1的踏板曲柄组件与轴之间的一部分连接区域的放大横截面图；图3为图1的踏板曲柄组件的一部分踏板连接区域的放大横截面图，其中示意性地示出了作用在其加强元件上的作用力；图4A为图1的踏板曲柄组件的踏板曲柄的平面图，其中示意性地示出了作用在加强元件上的作用力；图4B为图1的踏板曲柄组件的踏板曲柄与垫圈的局部分解图；图5为根据本专利技术另一实施例的踏板曲柄组件的踏板连接区域的横截面图；图6为根据本专利技术另一实施例的踏板曲柄组件的踏板连接区域的横截面图；图7为图6的踏板曲柄组件的垫圈与踏板曲柄的连接区域的放大横截面图；图8至17为根据本专利技术其它实施例的踏板曲柄组件的踏板连接区域的横截面图；图18为根据本专利技术另一实施本文档来自技高网...

【技术保护点】
踏板曲柄组件（１），包括踏板曲柄（２），所述踏板曲柄（２）具有用于与底托架结合的第一端（４）和用于与踏板结合的第二端（５），所述第一端（４）和所述第二端（５）中的至少一个包括从所述踏板曲柄（２）的一侧（８）延伸的孔（７），分别用于与所述踏板的或所述底托架的轴（１００）结合，其特征在于：包括加强元件（３），该加强元件（３）在所述踏板曲柄（２）的所述侧（８）围绕所述孔（７）延伸，并且被约束在所述踏板曲柄（２）上。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：毛里齐奥瓦莱，
申请(专利权)人：坎培诺洛有限公司，
类型：发明
国别省市：IT[意大利]